Fabrikationsverfahren zur Herstellung konischer Rohre, zum Beispiel Maste mit gleichmässiger und verjüngter Wandstärke, und Mittel zur Ausübung des Verfahrens. Das Merkmal der Erfindung besteht darin, dass im Gegensatz zu den bisher üblichen Methoden das Werkstück (ein gerades zylin drisches Rohr) während des ganzen Fabrika tionsprozesses unveränderlich feststeht und das Ziehwerkzeug, das an sich bekannt sein kann, über das Werkstück gezogen wird. Das Ziehwerkzeug ist zweckmässig auf einem ver schiebbaren Schlitten gelagert, der hin- und herbewegt wird.
Der Schlitten kann mit Schaltmitteln in Verbindung stehen, die An fang und Ende seines Weges einstellbar be grenzen und seine Vorwärts- oder Rück wärtsbewegung selbsttätig bestimmen. Wei tere Schaltmittel können vorgesehen sein, um das Ziehwerkzeug zu bestimmten, veränder lichen Zeit- und Wegabschnitten seines Zieh weges selbsttätig zur Wirksamkeit zu brin gen. Die Herstellung eines konischen Rohres erfolgt vorteilhaft in mehreren Arbeits gängen, entsprechend der Materialbeschaffen heit und der beabsichtigten gonizität (Redu zierung, Verjüngung), und vorteilhaft bis zur Fertigstellung vollständig selbsttätig.
Auf der Zeichnung sind Beispiele des Fabrikationsverfahrens und ein Mittel zur Ausübung derselben veranschaulicht.
Fig. 1 bis 5 zeigen Das Arbeitsverfahren für die Herstellung eines konischen- Rohres mit gleichmässiger Wandstärke und Fig. 6 bis 10 für ein konisches Rohr mit verjüngter Wandstärke; Fig. 11 und 12 zeigen das Ziehwerkzeug; Fig.13 und 14 zeigen die Bewegungs richtungen des Ziehwerkzeuges, in Fig. 13 für ein Rohr mit gleichmässiger Wandstärke und in Fig. 14 für ein Rohr mit verjüngter Wandstärke; Fig.15 bis 19 zeigen Einzelheiten der Maschine zur Ausübung .des Verfahrens.
Die Herstellung eines konischen Rohres geschieht zum Beispiel abschnittsweise in mehreren Arbeitsgängen (Zügen). Bei dem zu schildernden, durch Fig. 1 bis 14 erläuter ten Beispiel, für ein konisches Rohr mit gleichmässiger Wandstärke sind fünf solcher Arbeitsgänge A-E angenommen. Das Ziehwerkzeug (Fig.ll und 12) be steht aus zwei Ringen 3 und 4.
Jeder Ring besitzt eine rinnenförmige, umlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Aussparung (Kalibernute), die mit einem Minimum (einem kleinen Halbkreis des Rinnenquer- schnittes) beginnt und sich am Umfange entlang zu einem Maximum (einem grösseren Halbkreis des Rinnenquerschnittes) steigert. Auf den Achsen 5, 9 der Ringe 3, 4 sind Zahnräder 6, 10 aufgekeilt, die in Eingriff miteinander stehen. Die Ringe drehen sich dadurch zwangläufig gemeinsam gleich mässig, wenn sie gedreht werden.
An der Berührungsstelle der Ringe besteht immer eine genau kreisförmige Öffnung (das Ka liber), die sich je nach der Drehung der Ringe vergrössert oder verkleinert.
Das zylindrische Rohr 1 wird als Werk stück an einem Ende von einer Spannvor richtung 2 festgehalten. Der Schlitten, der das Ziehwerkzeug 3, 4 trägt, steht vor dem Arbeitsbeginn in der Lage der Fig. 17. Die Maschine arbeitet hydraulisch. Die Pumpe 11 drückt Wasser oder Öl durch eine Lei tung 12 durch den hohlen feststehenden Kol ben 14 in den Zylinder 13. Das Ziehwerk zeug 3, 4 ist auf den grössten Kaliberdurch- lass gedreht. Der Schlitten, der aus den Zy lindern 13, 2,5. besteht, fährt so weit vor, bis das Ziehwerkzeug über dem Abschnitt des Werktsückes 1 steht (Fix. 1).
Hier stösst ein Stössel 15 gegen den ersten Anschlag A1 (Fix. 15) auf der Schalttrommel 17. Dadurch wird die Schalttrommel 17 gegen das Kopf ende 16 der Maschine verschoben. Dabei wird eine Feder 18 gespannt, die sich gegen eine feststehende Büchse 19 auf der Schalt stange 20 stützt. Bei steigendem Federdruck wird ein Sperrhebel 21 umgeschwenkt, und die Feder 18 -drückt die Stange 20 zum Kopfende der Maschine. Dadurch schaltet die Stange 20 die bei 22 im Maschinen gehäuse liegenden Steuerventile um, und das Druckwasser wird nun durch die Leitung 23, den feststehenden hohlen Kolben 24 in den Zylinder 25 geleitet. Dadurch fährt der Schlitten in der Richtung auf das Fussende 26 zurück.
Auf diesem Wege werden die Ringe 3, 4 des Ziehwerkzeuges in später zu beschreibender Weise langsam gleichmässig auf eine kleinere Durchlassöffnung gedreht. so dass das Werkstück 1 von Abschnitt A bis zum Ende konisch gezogen wird (erster Arbeitsgang, Fig. 2). Der Schlitten bewegt sich so lange zum Fussende der Maschine hin, bis der Stössel 15 gegen den Anschlag ring 27 der Trommel 17 stösst. Die Trommel 17 wird zum Fussende der Maschine verscho ben und spannt eine Feder 28 gegen eine feststehende Büchse 29 auf der Schaltstange 20.
Dadurch wird der Sperrhebel 21 ent gegengesetzt umgelegt, und die Feder 28 drückt die Schaltstange 20 zum Fussende 26 der Maschine hin, wodurch die Steuerventile 22 wieder umgeschaltet werden und das Druckwasser wieder in den Rücklaufzylin- der 13 geleitet wird. Gleichzeitig mit dem Anschlag gegen den Anschlagring 27 der Trommel 17 stösst der Stössel 15 gegen einen Anschlagring 30 der unter Federzug stehen den Schubstange 31. Die Bewegung der Schubstange 31 bewirkt, dass mittelst einer Schalteinrichtung bekannter Art und eines Kegelradgetriebes 32 die Trommel 17 um ein bestimmtes Mass gedreht wird.
Dadurch wird der Anschlag Al aus der Bewegungs bahn des Stössels 15 herausgeschwenkt und der Anschlag 131 in die Bahn des Stössels gebracht. Das Ziehwerkzeug fährt nun bis Abschnitt B des Werkstückes vor und wird von dem Anschlag 131 zurückgesteuert. Wäh rend des jetzt einsetzenden zweiten Ziehvor ganges werden die Ziehringe 3, 4 wegen des jetzt längeren Ziehweges auf eine kleinere Durchlassöffnung zusammengedreht als beim ersten Ziehweg. Das Werkstück 1 wird jetzt von Abschnitt B bis zu seinem Ende konisch gezogen (zweiter Arbeitsgang).
In gleicher Weise wiederholen sich die weiteren Arbeits gänge von Abschnitt C bis zum Rohrende (Fig.3), Abschnitt E usw. bis zum fertig gezogenen konischen Rohr (Fix. 4).
Wird das Druckwasser in den Zugzylin der 25 geleitet, so gelangt es gleichzeitig durch eine Leitung 33 zu einem Steuerorgan 3-1 und drückt dessen Kolben 35 zum Kopf- flnde 16 der Maschine hin. Dadurch wird eine Schiene 36 mitverschoben und gleich zeitig durch ihre Lagerung an Lenkhebeln 3 7 zur Maschinenmitte hingeschwenkt. Da bei verschiebt die Schiene 36 eine Kuppel muffe 38 ebenfalls zur @Maschinenlängsmitte und bringt deren Zähne mit der Kupplungs- l,älfte 39 des Zahnrades 40 in Eingriff (Fig. 18, 19).
Das Zahnrad 40 ist auf eine Welle 9 aufgekeilt, auf der auch der Zieh ring 4 und das Zahnrad 10 befestigt sind. Während des Ziehvorganges wälzt sich das Zahnrad 40 auf einer Zahnstange 41 ab und bewirkt damit die Drehung der Ziehringe 3, 4. Das Verhältnis von Zahnrad 40 und Zahnstange 41 ist so bemessen, wie es die beabsichtigte Verjüngung des zu ziehenden konischen Rohres erfordert.
Durch die Drehung der Welle 5 wird die Uhrfeder 42, die an einem festen Bolzen 43 befestigt ist, gespannt. In der Endlage des Schlittens am Fusse der Maschine wird gleichzeitig mit der Umleitung des Druck wassers in die Leitung 12 auch die Leitung 44 unter Druck gesetzt, wodurch der Kolben 35 und damit die Schiene 36 zum Fussende der Maschine geschoben werden. Durch die Schwenkhebel 37 wird die Schiene 3'6 gleich zeitig nach aussen geschwenkt und die Kup- pelmuf fe 38 aus der Kupplung 39 des Zahn rades 40 herausgezogen.
Jetzt wirkt sich die Spannung der Uhrfeder 42 aus, und diese dreht die Ziehringe 3, 4 auf ihre Ausgangs stellung, also auf ihre grösste 'Öffnung zu rück. Während der Schlitten zu einem der Abschnitte 4, B, C usw. zurückläuft, sind also die Ziehringe 3, 4 stets auf die grösste Durchlassöffnung gedreht. Bei jedem Zieh vorgang innerhalb der angenommenen fünf Arbeitsgänge ist der Ziehweg etwas länger, und entsprechend werden jedesmal die Zieh ringe während des Ziehvorganges durch die längere Drehung auf einen kleineren Durch lass zusammengedreht.
Jedesmal wird also der konisch gezogene Teil des Rohres etwas länger und sein Durchmesser am Ende etwas kleiner. Die Zahnstange 41 ist verschiebbar ge lagert. Weiter ist am Rücklaufzylinder 13 eine feste Zahnstange 45 angeordnet. Wäh rend des Zugvorganges wird durch die Zahn stange 45 ein Zahnrad 46 gedreht. Dadurch wird unter Vermittlung der Zahnräder 47, 48, 49, 50 je nach der gewählten Übersetzung die Zahnstange 41 in der Zugrichtung schneller oder langsamer bewegt. Durch .die Mitbewegung der Zahnstange 41 erfolgt somit eine Verzögerung der Drehung der Ziehringe 3, 4 und damit eine Verminderung der Konizität des Rohres gegenüber der Ziehweise bei feststehender Zahnstange 41.
Durch Fortfall des Zwischenrades 49 wird die Zahnstange 41 schneller oder langsamer entgegengesetzt der Zugrichtung bewegt. Da durch wird die Drehung der Ziehringe 3, 4 bei gleicher Ziehlänge entsprechend beschleu nigt, ihre Durchlassöffnung ist am Ende des Rohres kleiner und damit die Konizität des Rohres stärker als bei der Ziehweise bei fest stehender Zahnstange 41. Das Zwischen getriebe kann unwirksam gemacht und die Zahnstange 41 kann festgestellt werden. Somit lassen sich drei Möglichkeiten ent sprechend der gewünschten Konizität be nutzen.
Damit die Trennfuge im Ziehkaliber auf der Oberfläche des Rohres keinen Grat bil det, wird das Rohr 1 nach jedem Ziehvor gang etwas gedreht. Zu diesem Zweck ist am Schlitten ein Stössel 51 vorgesehen, der am Ende des Ziehvorganges gegen einen Anschlagring 52 auf einer Schaltstange 53 stösst. Die .Schaltstange 153 wird dadurch zum Fussende der Maschine verschoben. Diese Bewegung wird durch ein. Hebel system 54 auf ein Zahnsegment 55 über tragen, wodurch das Kegelrad 56 einer Schalteinrichtung 57, damit die Spannvor richtung 2 und somit auch das Werkstück 1 entsprechend gedreht wird.
Um die Maschine nach dem letzten Zug zum Stillstand zu bringen, geschieht folgen des: Nachdem der Stössel 15 an den An schlagring 27 der Schalttrommel 17 stösst, dieselbe vorbewegt bis zum festen Anschlag- ring 29 auf der .Schaltstange 20 und gleich zeitig die Schalttrommel 17 dreht, löst er die Sperrvorrichtung 21 aus, und die auf gespannte Feder 28 hat das Bestreben, die Pumpe 11 umzuschalten. Dies wird verhin dert durch einen Hebel 5.8, der fest auf der Schaltstange 20 am Kopfende der Maschine sitzt.
Der Hebel stösst an einen auswechsel baren Anschlag 59, der an dem Lagerbock der Schaltstange am Kopfende der Maschine sitzt, so dass das Ventil in der Pumpe nur den halben Weg macht und infolgedessen eine Stellung einnimmt, die verhindert, dass das Druckwasser in die Leitung für die Rückbewegung des Schlittens eintritt. Da durch bleibt der Ziehschlitten in seiner Aus gangsstellung stehen. Darauf wird das Werkstück ausgewechselt. Dreht man nun die Schalttrommel 17 von Hand so lange weiter, bis der obengenannte Hebel 58 die festen Anschläge an dem Lagerbock verlässt, so erfolgt sofort die Umschaltung des Steuer ventils durch die noch unter Spannung ste hende Feder 28, und die Ziehvorgänge er folgen wie bereits beschrieben.
Mit den gleichen Mitteln wie beschrieben können natürlich auch nur einzelne Längs abschnitte eines geraden Rohres konisch ge zogen werden. Bei stillstehenden Ziehringen kann das Rohr auch zylindrisch gezogen wer den. Auf diese Weise lassen sich Rohre mit abwechselnd .geraden und konischen Ab schnitten herstellen, wie die Fig. 5 zeigt.
Bei dem bisher beschriebenen Verfahren bleibt die Wandstärke des Rohres gleich oder annähernd gleich. Soll die Wandstärke zum dünneren Ende hin verjüngt werden, so ist eine weitere Bearbeitung durch das gleiche Ziehwerkzeug erforderlich. Beim Einspannen des geraden Rohres 1 wird gleichzeitig ein konischer Dorn 60 ein gespannt, der dem innern Durchmesser des endgültigen fertigen Rohres entspricht. Hier auf wird zunächst das Rohr wie beschrieben konisch gezogen, ohne dass der Dorn irgend einen Einfluss ausübt (Fig.6 und 7).
Ist ,das Rohr mit gleichbleibender Wandstärke so weit vorbearbeitet, wie es Fig.4 und 7 zeigen, wird mit der Verjüngung der Wand stärke begonnen. Die Rohrlänge wird wieder in mehrere Abschnitte eingeteilt, diesmal jedoch entsprechend der inzwischen entstan denen grösseren Rohrlänge in mehr Ab schnitte als zuvor. Wieder wird das Rohr zuerst vom ersten Abschnitt bis zum Ende gezogen, dann vom zweiten Abschnitt bis zum Ende und so fort. Die Ringe $, 4 wer den jetzt etwas schneller gedreht wie vorher, und zwar unter Mitwirkung der sich ent gegengesetzt zur Zugrichtung bewegenden Zahnstange 41.
Während am Anfang des Rohres sowohl dessen äusserer Durchmesser, als auch seine Wandstärke bestehen bleiben, wird somit das Rohr zu seinem Ende hin im Durchmesser kleiner und in der Wandstärke dünner. Fig. 8 zeigt die Verjüngung der Wandstärke nach dem ersten Arbeitsgang, Fig. 9 nach dem dritten Arbeitsgang und Fig. 10 das endgültig fertige Rohr.
Damit die für die Drehung der Ziehrollen erforderliche Kraft von den sie ausübenden Bauteilen der Maschine aufgebracht werden kann, ist es zweckmässig, den Durchmesser ,der Ziehringe 3, 4 so klein als zulässig zu halten. Zwischen Werkzeug 3, 4 und Werk stück 1 findet ein umso stärkeres Gleiten statt, je kleiner das Verhältnis der Zieh kaliberlänge (Umfang der Ziehringe) zur Rohrlänge ist. Damit die Verkleinerung des Rohrdurchmessers keine entsprechende Ver dickung der Wandstärke bewirkt, ist es er forderlich, Vorkehrungen zu treffen, damit das verdrängte Material die Rohrlänge ver grössert, anstatt die Rohrwand zu verdicken. Dies wird durch Vergrösserung der Zugkraft erreicht.
Die Vergrösserung der Zugkraft wird beim Ziehen ohne Dorn oder beim Ziehen mit einliegendem Dorn, solange dieser keine Wirkung ausübt, dadurch erreicht, dass die Drehrichtung der Ziehringe 3, 4 am Werkstück entgegengesetzt zur Zugrichtung angeordnet wird. Beim Verjüngen der Wand stärke, also beim Ziehen eines konischen Rohres mit anfänglicher gleichmässigerWand- stärke über einen konischen Dorn wird der Werkstoff gezwungen, sich in angepresstem Zustand auf dem Dorn zu verschieben. Über steigt hierbei die Zugkraft ein gewisses Mass, so würde ein Einkneifen des Werkstoffes und ein Abreissen des Werkstückes eintreten können.
Um dieser Gefahr zu begegnen, wer den die Ziehringe 3, 4 während des Ziehvor- Sanges im Sinne der Ziehrichtung gedreht. so dass die am Ziehringumfang auftretende gleitende Reibung zum Teil in rollende Rei bung umgewandelt wird. Die Zugkraft wird dadurch vermindert und die Verschiebung des Werkstoffes auf dem konischen Dorn 60 erleichtert (Fig. 14). Die Ziehringe 3, 4 sind so angeordnet, dass sie leicht gegeneinander ausgewechselt werden können. Ferner sind Mittel vorgesehen, um zum Beispiel durch ein Zwischenrad die Drehrichtung der Rollen 3, 4 mit oder entgegengesetzt zur Ziehrich tung ausführen zu können.
Beim Ziehen ohne Dorn liegen die Ziehringe so, dass das Zieh kaliber dem zu verdrängenden Werkstoff fortgesetzt seine grösste Weite zukehrt (Fig. 13). Um dagegen -die Ziehringe wäh rend des Ziehvorganges auf dem Werkstück zum Teil abwälzen zu können, müssen die Ziehringe die umgekehrte Lage einnehmen.